电机原理与拖动练习题目与答案讲课讲稿

电机原理与拖动练习题目与答案

《电机与拖动基础测试题》100分钟

一、分析简答题（共30分）

1．分析异步电动机变频调速时定子电压如何变化（低于基频、高于基频）？说明原因，并画出对应的机械特性曲线。（6分）

2．画出串励直流电动机的机械特性。解释它为什么适合作牵引电机？（6分） 3．已知电网额定电压U N =6000V ，变压器额定电压U 1N /U 2N =6000/380V （Y ，d ）；负载接三

相异步电动机，额定电压U N =220V ，d 接。（12分）

（1）在图中将变压器与负载正确连接； （2）判断变压器的连接组号；

（3）这台三相异步电动机是否可以星-三角启动，说明原因；

（4）在高低压侧分别做短路试验，测得的输入功率相同吗？解释原因。

4.画出异步电机的自然机械特性和调速、制动时的机械特性，并标注出特性名称；对比分析它们的变化规律。（6分） 二、实验设计题（15分）

一台三相电力变压器额定容量50000kVA ，U 1N /U 2N =35kV/6.3kV （Y,y12接）。请设计空载阻抗测试方案，画出测试主要线路图，并简述实验方法及步骤（包括主要测试设备的选择依据）。

三、分析计算题（共55分）

1．（15分）一台额定容量P N =5.5kW ，频率f 1N =50Hz 的三相四极绕线异步电动机，在额定负载运行情况下，定子铜耗为341W ，转子铜耗为232W ，铁耗为167.5W ，机械损耗为45W ，附加损耗为35W 。启动转矩倍数为1.93，最大转矩倍数为2.2。 （1）画出功率流程图，标明各功率及损耗，并求额定运行时电动机的效率； （2）当负载转矩为额定转矩的90%，电机以100转/分低速下放重物时，转子回路每相应串入多大电阻？

2．（15分）三相变压器的额定容量为5600kVA ，额定电压为6000/400V ，Y/Δ连接。在高压侧做短路实验，U k =280V ，短路损耗p k =56kW 。空载试验测得p 0=18kW 。当高压侧接额定电压，低压侧每相负载阻抗Z L =0.1+j0.06Ω，Δ接时，求高压侧、低压侧的线电流，低压侧的线电压以及效率。

3．（15分）一台并励直流电动机：P N =5.5kW ，U N =110V ，I N =58A ，n N =1470rpm ，R f =137Ω，R a =0.17Ω。若电机带额定转矩负载，计算：

（1）若电动机的电压保持不变，将负载以100rpm 的速度下放时，电枢回路需串多大的电阻？

6kV 电网

（2）保持励磁电流额定，若采用能耗制动方式，可能达到的最慢下放速度是多少？

4、（10分）一隐极同步电动机， P N =6300KW, U N =10000V(Y), I N =417A, cosϕN =0.9 (超前), I fN =404A, x c=14Ω（E0∝I f）求：

（1）额定效率ηN；

（2）额定无功功率；E0的标幺值；θN ；

（3）保持P N不变，如何调节，使cosϕ =1?求此时I和I f（η不变）。

参考答案

一、问答题

1．分析异步电动机变频调速时定子电压如何变化（低于基频、高于基频）？说明原因，并画出对应的机械特性曲线拖。

答：低于基频变频时一定要变压，保持U1/f1=C，目的保持主磁通不变，铁耗不变。高于基频变频时一定要保持U1=额定值，电压不能超过绕组承受的额定电压。图略。

2画出串励直流电动机的机械特性。解释它为什么适合作牵引电机？

答：由机械特性可知，.当负载轻（下坡时，Tem小）时,电机转速高,可以提高生产效率，负载重（上坡时，Tem大）时,转速小,而P=Tem 近似不变与轻载相同,可以保护电机，也保证安全，因此串励电动机,适合于作牵引机。

3．已知电网额定电压U N=6000V，变压器额定电压U1N/U2N=6000/380V（Y，d）；负载接三相异步电动机，额定电压U N=220V，Δ接。

（1）根据已知参数，在下图中将变压器与负载正确连接；

Y/d-Y

（2）判断变压器的连接组号；

依据画图方式

（3）这台三相异步电动机是否可以星-三角启动，说明原因；

无法，因为正常运行已是星形。

（4）在高低压侧分别做短路试验，测得的输入功率相同吗？为什么？

是相同的。因为短路实验加低电压，使电流为额定电流。在高压侧做加高压侧额定电流，在低压侧做加低压侧额定电流，短路试验输入功率主要消耗在铜耗上。因而都相同。

4.画出异步电机的自然机械特性和调速、制动时的机械特性，并标注出特性名称；对比分析它们的变化规律。

二、实验题（10分）

一台三相电力变压器额定容量50000kVA，U1N/U2N=35kV/6.3kV（Y,y12接）。请设计空载阻抗测试方案，画出测试主要线路图，并简述实验方法及步骤（包括主要测试设备的选择依据）。

解：

A

W

A

A

W

V

V

V

5*(2/3) < (10%I1N / k i )< 5

0.02I1N

100*(2/3) < {U1N / k u }< 100

{U1N / 100}

P0=(W1+W2) * k i* k u

P0ph={(W1+W2) * k i* k u}/3

I ph={(A1+A2+A3) * k i}/3

U ph={(U1+U2+U3) * k u}/(3√3)

r m = p0ph / 3I ph2

Z m = U ph / I ph

X m2 = z m2–r m2

三、计算题